(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
カルコパイライト系太陽電池を製造する方法であって、
ａ）金属、金属合金、ガラス、セラミックまたはプラスチックからなる基板を少なくとも１種の一般式（Ｉ）のポリシラザンを含有する溶液でコーティングするステップと、
−（ＳｉＲ’Ｒ”−ＮＲ’”）ｎ−  （Ｉ）
［式中、Ｒ’、Ｒ”、Ｒ’”は同じか、または異なり、互いに独立に、水素または場合によっては置換されたアルキル−、アリール、ビニルまたは（トリアルコキシシリル）アルキル基を表し、ｎは整数であり、前記ポリシラザンが１５０〜１５００００ｇ／ｍｏｌの数平均分子量を有するように、ｎが算定されている］
ｂ）蒸発によって溶剤を除去するステップであって、１００〜３０００ｎｍの厚さを有するポリシラザン層を前記基板上に得るステップと、
ｃ）場合によっては、前記ステップａ）およびｂ）を１回または複数回繰り返すステップと、
ｄ）ｉ）１００〜１８０℃の範囲の温度に加熱し前記ポリシラザン層を硬化させるステップと、
ｆ）光起電性層構造をカルコパイライト系ベース上に施与するステップと、
を含み、前記ポリシラザン溶液が、Ｒ’、Ｒ”、Ｒ’”＝Ｈである少なくとも１種のペルヒドロポリシラザンを含有し、
前記ポリシラザン溶液が、酢酸ナトリウムの形態のナトリウムを含有することを特徴とする、前記方法。
【請求項２】
カルコパイライト系太陽電池を製造する方法であって、
ａ）金属、金属合金、ガラス、セラミックまたはプラスチックからなる基板を少なくとも１種の一般式（Ｉ）のポリシラザンを含有する溶液でコーティングするステップと、
−（ＳｉＲ’Ｒ”−ＮＲ’”）ｎ−  （Ｉ）
［式中、Ｒ’、Ｒ”、Ｒ’”は同じか、または異なり、互いに独立に、水素または場合によっては置換されたアルキル−、アリール、ビニルまたは（トリアルコキシシリル）アルキル基を表し、ｎは整数であり、前記ポリシラザンが１５０〜１５００００ｇ／ｍｏｌの数平均分子量を有するように、ｎが算定されている］
ｂ）蒸発によって溶剤を除去するステップであって、１００〜３０００ｎｍの厚さを有するポリシラザン層を前記基板上に得るステップと、
ｃ）場合によっては、前記ステップａ）およびｂ）を１回または複数回繰り返すステップと、
ｄ）ｉ）１００〜１８０℃の範囲の温度に加熱し前記ポリシラザン層を硬化させるステップと、
ステップｄ）に続いて、ナトリウム含有前駆体層を前記ポリシラザン層上に、フッ化ナトリウムの蒸着によって堆積させるステップと、
ｆ）光起電性層構造をカルコパイライト系ベース上に施与するステップと、
を含み、前記ポリシラザン溶液が、Ｒ’、Ｒ”、Ｒ’”＝Ｈである少なくとも１種のペルヒドロポリシラザンを含有し、
前記方法。
【請求項３】
ｅ）ステップｄ）の後、ナトリウム含有前駆体層形成の前に、６０〜１３０℃の温度で、６０〜９０％の相対湿度を有する空気中で、１分から２時間にわたって、前記ポリシラザン層を後硬化させるステップを含む、請求項１または２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板と、光起電性層構造と、基板と光起電性層構造の間にある誘電性バリア層を含むカルコパイライト系太陽電池に関する。基板と光起電性層構造との間に配置されている誘電性バリア層は、電気絶縁性であり、光起電性層構造を、基板から拡散し太陽電池の効率に悪影響を及ぼし得る外来原子から保護する。詳細には、本発明の太陽電池では、硫化銅インジウム（ＣＩＳ）またはセレン化銅インジウムガリウム（ＣＩＧＳｅ）タイプの光起電性層構造を備えた薄層太陽電池を扱う。
【０００２】
さらに、本発明は、カルコパイライト系をベースとする太陽電池の製法に関する。この方法の枠内で、１００〜３０００ｎｍの範囲の厚さを有するバリア層は、２０〜１０００℃、特に８０〜２００℃の範囲の温度でポリシラザンおよび添加剤の溶液を硬化させることによって作製される。
【背景技術】
【０００３】
化石資源の欠乏に鑑みて、光電池は、再生可能で環境に優しいエネルギー源として大きな重要性を有するようになっている。太陽電池は、太陽光を電流に変換する。太陽電池では主に、結晶質または非晶質ケイ素が光吸収半導体として使用されている。ケイ素の使用は、高いコストと結びついている。これに対して、硫化銅インジウム（ＣＩＳ）またはセレン化銅インジウムガリウム（ＣＩＧＳｅ）などのカルコパイライト系材料からなる吸収材を備えた薄層太陽電池は、かなり低いコストで製造することができる。
【０００４】
非常に一般的なことであるが、光起電性エネルギー生成のコストパフォーマンスを改善することが、光電池の迅速な普及には必要である。そのためには、一方では太陽電池の効率を上げ、また他方では、製造コストを下げることが望ましい。
【０００５】
モノリシック相互接続によって、カルコパイライト系ソーラーモジュールの効率を高めることができる。モノリシック相互接続を有するソーラーモジュールは、基板上に隣り合って配置されている多数の別々の太陽電池からなり、これらが電気的に直列に互いに接続されている。モノリシック相互接続のために、一方では背面接点を、他方では光起電性層構造を、所定のパターンに従って通常はストリップの形状に分割する。背面接点の構造化、いわゆるＰ１パターニングには、電気絶縁基板が必要である。好ましくは、背面接点を所定の分離線に沿って、集束レーザー光線によって気化させることで、Ｐ１パターニングを行う。
【０００６】
カルコパイライト系太陽電池のための担体材料として、ガラスまたは金属製もしくはポリイミド製の基板フィルムが使用される。ここでガラスは、有利であることが判明している。これは、電気絶縁性であり、平滑表面を有し、カルコパイライト系吸収材層の製造中にナトリウムを提供し、このナトリウムが、ガラスから吸収材層中に拡散し、ドーピング物質として吸収材層の特性を改善するからである。ガラスの欠点は、その重量が重いこと、柔軟性が無いことである。特に、ガラス基板は、その剛性によって、安価なロールツーロール法で被覆することができない。
【０００７】
ガラスのさらなる欠点は、太陽電池を後で使用する際にも、なおナトリウムがカルコパイライト系吸収材層に拡散し、長期間にわたって蓄積した濃度が、特に引き続く結晶成長によってカルコパイライト系吸収材層を損なう値に達し得ることにある。
【０００８】
金属製またはプラスチック製のフィルム状基板は、ガラスよりも軽く、特に柔軟であるので、安価なロールツーロール法によって太陽電池を製造するのに適している。もちろん、金属フィルムまたはプラスチックフィルムは、その性質に応じて、カルコパイライト系層複合材料の特性に不利な影響を及ぼすことがあり、それに加えて、吸収材ドーピングのためにナトリウムデポを利用することができない。カルコパイライト系太陽電池の製造中に基板が高温（場合によっては５００℃を超える）にさらされるので、好ましくは、スチール製またはチタン製の金属フィルムが使用される。
【０００９】
チタン基板またはスチール基板上で太陽電池をモノリシックに相互接続するためには、基板と光起電性吸収材との間に電気絶縁層を施与する必要がある。加えて、この絶縁層は、拡散障壁としても作用して、吸収材層に害を及ぼし得る金属イオンの基板からの拡散を妨げるはずである。例えば、スチールから拡散した鉄原子は、カルコパイライト系吸収材層中の電荷担体（電子および正孔）の再結合率を高め、それによって、光電流を減少させる。
【００１０】
非晶質または微結晶ケイ素からなる数多くのケイ素ベースの電子部品および太陽電池において、酸化ケイ素（ＳｉＯｘ）が絶縁層または誘電層のための材料として使用されている。そのようなＳｉＯｘ層は気相または液相から、シリコンウェハなどの基板上に堆積される。堆積は好ましくは、ＣＶＤ、マイクロ波プラズマ支援ＣＶＤ（ＭＷＰＥＣＶＤ）、ＰＶＤ（マグネトロンスパッタリング）またはゾル−ゲル法によって行われる。
【００１１】
ＣＶＤおよびＰＶＤ法は、コストのかかる真空技術装置によって、高いコストと結びついており、その際、一部の基板材料上に、特に金属上に作製されたＳｉＯｘ層は、低い付着力および低い機械的強度を有する。これに加えて、気相堆積は、ＳｉＨ４、ＣＨ４、Ｈ２、ＮＨ３などの高可燃性および／または毒性ガスの使用を必要とする。
【００１２】
ゾル−ゲル法によって製造されたＳｉＯｘ層も、金属基板に対して低い付着力を有する。これに加えて、ゾル−ゲル材料の付着性は非常に低いので、短期間の貯蔵ですら、特徴的な材料特性が大きく変化しかねず、それを用いて製造された層の品質が著しく低下してしまう。
【００１３】
さらに、従来技術では、ポリシラザンから作製され、不活性化のために、またはカプセル化のために太陽電池において使用されるＳｉＯｘ層が公知である。
【００１４】
米国特許第７，３９６，５６３号（特許文献１）は、ＰＡ−ＣＶＤによる誘電性および不活性化ポリシラザン層の堆積をこのように開示しており、その際、ポリシランが、ＣＶＤ前駆体として使用される。
【００１５】
米国特許第４，７５１，１９１号（特許文献２）は、ＰＡ−ＣＶＤによる太陽電池のためのポリシラザン層の堆積を教示している。得られたポリシラザン層は、フォトリソグラフィーにより構造化され、金属接点のマスキング用に、かつ反射防止層として役立つ。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】米国特許第７，３９６，５６３号
【特許文献２】米国特許第４，７５１，１９１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
従来技術を鑑みて、本発明は、本質的にＳｉＯｘからなる誘電性バリア層を備えたカルコパイライト系太陽電池および安価なその製法を提供するという課題を有する。特に、本発明によるバリア層は、高い拡散遮断作用および電気絶縁を有し、それと関連しガラスまたは金属製もしくはプラスチック製の柔軟な基板に対する良好な付着を有し、そして、穴および亀裂などの欠陥の低い密度を有するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
この課題は、基板、光起電性層構造、および、基板と光起電性層構造の間にあり、ポリシラザンをベースとする誘電性バリア層とを含むカルコパイライト系太陽電池により解決される。
【００１９】
以下、本発明を図を参照して詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】基板１と、バリア層２と、光起電性層構造４とを備えた、本発明による太陽電池１０の透視断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
太陽電池１０は好ましくは、薄層太陽電池として構成されており、硫化銅インジウム（ＣＩＳ）またはセレン化銅インジウムガリウム（ＣＩＧＳｅ）タイプの光起電性層構造４を有する。
【００２２】
本発明による太陽電池１０の実施形態は、以下のことを特徴とする。
−光起電性層構造４が、モリブデンからなる背面接点４１と、組成ＣｕＩｎＳｅ２、ＣｕＩｎＳ２、ＣｕＧａＳｅ２、ＣｕＩｎ１−ｘＧａｘＳｅ２（ただし、０＜ｘ≦０．５）またはＣｕ（ＩｎＧａ）（Ｓｅ１−ｙＳｙ）２（ただし、０＜ｙ≦１）の吸収材４２と、ＣｄＳからなる緩衝材４３と、ＺｎＯまたはＺｎＯ：Ａｌからなる窓層４４と、Ａｌまたは銀からなる前面接点４５とを含む。
−基板１が、金属、金属合金、ガラス、セラミックまたはプラスチックを含有する材料からなる。
−基板１が、フィルムとして、特に、スチールフィルムまたはチタンフィルムとして形成されている。
−バリア層２が、好ましくはジブチルエーテルである溶剤中のポリシラザンおよび添加剤の硬化溶液からなる。
−バリア層２が、ナトリウムを含有するか、またはナトリウム含有前駆体層２１を含む。
−バリア層２が、１００〜３０００ｎｍ、好ましくは２００〜２５００ｎｍ、特に３００〜２０００ｎｍの厚さを有する。
−バリア層２が、ＤＩＮ  ＩＥＣ  ６００９３に従って測定して１・１０９ＭΩ・ｃｍより大きい、好ましくは１・１０１０ＭΩ・ｃｍより大きい、特に１・１０１１ＭΩ・ｃｍより大きい比抵抗（ｓｐｅｚｉｆｉｓｃｈｅｎ  Ｄｕｒｃｈｇａｎｇｓｗｉｄｅｒｓｔａｎｄ）を有する。 
−基板１上の、特にスチールフィルムおよびチタンフィルム上のバリア層２が、ＤＩＮ−ＥＮ−ＩＳＯ２４０９に従って２０ｍｍの接着テープ幅を用いて測定して５Ｎより大きい、好ましくは７Ｎより大きい、特に１０Ｎより大きい付着強度を有する。
−太陽電池１０が、溶剤中のポリシラザンおよび添加剤の硬化溶液からなるカプセル化層を含む。
−バリア層２および場合によってはカプセル化層５が一般構造式（Ｉ）のポリシラザンから作製される。
−（ＳｉＲ’Ｒ”−ＮＲ’”）ｎ−  （Ｉ）
［式中、Ｒ’、Ｒ”、Ｒ’”は同じか、または異なり、互いに独立に、水素または場合によっては置換されたアルキル−、アリール、ビニルまたは（トリアルコキシシリル）アルキル基を表し、ｎは整数であり、ｎは、ポリシラザンが１５０〜１５００００ｇ／ｍｏｌ、好ましくは５００００〜１５００００ｇ／ｍｏｌ、特に１０００００〜１５００００ｇ／ｍｏｌの数平均分子量を有するように算定されている］
−少なくとも１種のポリシラザンが、Ｒ’、Ｒ”およびＲ’”＝Ｈであるペルヒドロポリシラザンの群から選択されている。
【００２３】
本発明による太陽電池の製造方法は、以下のステップａ）からｇ）を含む。
ａ）金属、金属合金、ガラス、セラミックまたはプラスチックからなる基板を少なくとも１種の一般式（Ｉ）のポリシラザンを含有する溶液でコーティングするステップ、
−（ＳｉＲ’Ｒ”−ＮＲ’”）ｎ−  （Ｉ）
［式中、Ｒ’、Ｒ”、Ｒ’”は同じか、または異なり、互いに独立に、水素または場合によっては置換されたアルキル−、アリール、ビニルまたは（トリアルコキシシリル）アルキル基を表し、ｎは整数であり、ポリシラザンが１５０〜１５００００ｇ／ｍｏｌ、好ましくは５００００〜１５００００ｇ／ｍｏｌ、特に１０００００〜１５００００ｇ／ｍｏｌの数平均分子量を有するように、ｎが算定されている］
ｂ）蒸発によって溶剤を除去するステップであって、１００〜３０００ｎｍ、好ましくは２００〜２５００ｎｍ、特に３００〜２０００ｎｍの厚さを有するポリシラザン層を基板上に得るステップ、
ｃ）場合によっては、ステップａ）およびｂ）を１回または複数回繰り返すステップ、
ｄ）ｉ）２０〜１０００℃、特に８０〜２００℃の範囲の温度に加熱し、かつ／またはii）１８０〜２３０ｎｍの範囲の波長成分のＵＶ光を照射し、この加熱および／または照射を１分から１４時間、好ましくは１分から６０分間、特に１分から３０分間にわたって、好ましくは水蒸気含有空気または窒素からなる雰囲気中で行うことによって、ポリシラザン層を硬化させるステップ、
ｅ）場合によっては、２０〜１０００℃、好ましくは６０〜１３０℃の温度で、６０〜９０％の相対湿度を有する空気中で、１分から２時間、好ましくは３０分から１時間の期間にわたって、ポリシラザン層を後硬化させるステップ。
ｆ）光起電性層構造をカルコパイライト系ベースに施与するステップ、
ｇ）場合によっては、カプセル化層を、ステップａ）からｅ）による光起電性層構造上に施与するステップ。
【００２４】
本発明による方法の有利な形態は、コーティングのために使用されるポリシラザン溶液が、以下に挙げる成分のうちの１種または複数を含有することを特徴とする。
−Ｒ’、Ｒ”、Ｒ’”＝Ｈである少なくとも１種のペルヒドロポリシラザン；
−触媒および場合によってはさらなる添加剤；
−好ましくは酢酸ナトリウムまたは四ホウ酸ナトリウムの形態の、ナトリウム。
【００２５】
ナトリウム化合物をポリシラザン溶液に加える代わりに、方法ステップｄ）または場合によっては、ｅ）の後に、即ち、ステップｆ）で光起電性層構造を施与する前に、ナトリウム含有前駆体層をポリシラザン層上に、好ましくはフッ化ナトリウムの蒸着によって堆積させる。
【００２６】
本発明では、カルコパイライト系太陽電池をロールツーロール法で製造することを可能にする、柔軟なウェブとして形成された基板が好ましい。
【００２７】
本発明によるバリア層を製造するために使用されるポリシラザン溶液において、ポリシラザンの割合は、溶液の全重量に対して、１〜８０重量％、好ましくは２〜５０重量％、特に５〜２０重量％である。
【００２８】
溶剤としては、水を含有しない、ヒドロキシル基またはアミノ基などの反応性基を含有しない、ポリシラザンに対して不活性な、特に有機の、好ましくは非プロトン性の溶剤が適している。
【００２９】
その例は、芳香族または脂肪族炭化水素およびその混合物である。例えば、脂肪族もしくは芳香族炭化水素、ハロ炭化水素、酢酸エチルもしくは酢酸ブチルなどのエステル、アセトンもしくはメチルエチルケトンなどのケトン、テトラヒドロフランもしくはジブチルエーテルなどのエーテル、ならびにモノ−およびポリアルキレングリコールジアルキルエーテル（グリム）またはこれらの溶剤の混合物が該当する。
【００３０】
ポリシラザン溶液の追加成分は、層形成プロセスを促進する、例えば有機アミン、酸および金属もしくは金属塩またはこれらの化合物の混合物などの触媒であってよい。アミン触媒として、特にＮ，Ｎ−ジエチルエタノールアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルエタノールアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルプロパノールアミン、トリエチルアミン、トリエタノールアミンおよび３−モルホリノプロピルアミンが適している。触媒を好ましくは、ポリシラザンの重量に対して０．００１〜１０重量％、特に０．０１〜６重量％、特に好ましくは０．１〜５重量％の量で使用する。
【００３１】
さらなる成分は、基板の濡れおよび塗膜形成のための添加剤、ならびにＳｉＯ２、ＴｉＯ２、ＺｎＯ、ＺｒＯ２またはＡｌ２Ｏ３などの酸化物からなる無機ナノ粒子であってよい。
【００３２】
本発明によるバリア層を製造するために、既に記載した組成のポリシラザン溶液を従来のコーティング法で、例えば、噴霧ノズルまたは浸漬浴によって基板上に、好ましくはスチールフィルム上に施与し、場合によっては、基板上での均一な厚さ分布または材料被覆を確保するために、弾性ドクターナイフで平滑にする。ロールツーロールコーティングに適した金属製またはプラスチック製フィルムなどの柔軟な基板の場合には、スリットノズルも、非常に薄くて均一な層を達成するための施与システムとして使用することができる。続いて、溶剤を蒸発させる。これは、室温で、または高温、好ましくは４０〜６０℃で適切な乾燥機を使用して、ロールツーロール法で＞１ｍ／分の速度で行うことができる。
【００３３】
１００〜３０００ｎｍの全厚を有する乾燥しているが未硬化（「未処理」）のポリシラザン層を得るために、ポリシラザン溶液をコーティングし、続いて溶剤を蒸発させるステップシークエンスを場合によっては、１回、２回またはそれ以上の回数繰り返す。。コーティングおよび乾燥からなるステップシークエンスを複数回経ることによって、未処理ポリシラザン層中の溶剤含有量が著しく低減されるか、または除去される。この処置によって、スチールフィルムまたはチタンフィルムに対する硬化ポリシラザンフィルムの付着力を改善することができる。複数回のコーティングおよび乾燥のさらなる利点は、個々の層中に場合によっては存在する穴または亀裂が十分に覆われ閉じられて、スチールフィルムまたはチタンフィルムなどの導電性基板上での電気絶縁欠陥の数が著しく低下することにある。電気絶縁欠陥は、主に、薄い（単層）ポリシラザン層を貫通し得るローラーマーク（Ｗａｌｚｓｐｕｒｅｎ）や付着性で角のある粒子など、スチールフィルムまたはチタンフィルムの表面上の機械的欠陥によって引き起こされる。
【００３４】
乾燥された未処理のポリシラザン層を１００〜１８０℃の範囲の温度で０．５〜１時間にわたって硬化させることによって、透明なセラミック相に変える。濾過し水蒸気で加湿した空気を用いて、または窒素を用いて運転される熱対流炉で、硬化を行う。温度、期間および炉の雰囲気（水蒸気含有空気または窒素）に応じて、セラミック相は異なる組成を有する。硬化を例えば水蒸気含有空気中で行うと、組成ＳｉＮｖＨｗＯｘＣｙ（式中、ｘ＞ｖ；ｖ＜１；０＜ｘ＜１．３；０≦ｗ≦２．５およびｙ＜０．５）の相が得られる。これに対して、窒素雰囲気中で硬化させると、組成ＳｉＮｖＨｗＯｘＣｙ（式中、ｖ＜１．３；ｘ＜０．１；０≦ｗ≦２．５およびｙ＜０．２）の相が生じる。
【００３５】
こうして作製されたポリシラザン層は、０．０１ｃｍ−２未満、好ましくは０．００５ｃｍ−２未満、特に０．００２ｃｍ−２未満の電気的欠陥密度を有する。この場合、本発明によるポリシラザン層を備えるスチールフィルム（Ｈａｍｉｌｔｏｎ  Ｓｔａｈｌ  Ｔｙｐ  ＳＳ４２０）上に、１〜３μｍ厚のアルミニウムフィルムを蒸着またはスパッタリングすることによって、電気的欠陥密度を決定する。次いで、レーザーパターニング装置によって、それぞれ寸法約１０×１０ｃｍ２のアルミニウムフィルム面１０枚を、それぞれ１×１ｃｍ２の面積を有する、隣接する、電気的に互いに絶縁された正方形の測定フィールド（Ｍｅｓｓｆｅｌｄｅｒ）１００個に区分し、スチールフィルムと、アルミニウムフィルム内の全部で１０００個の測定フィールドそれぞれとの間の電気抵抗をオーム計によって決定する。ある１個の測定フィールドで測定された抵抗が１００ＫΩ未満である場合に、該当する測定フィールドを、電気欠陥を伴っているとみなし、１ｃｍ−２の欠陥密度と評価する。全部で１０００個の測定フィールド全体での平均値を出すことによって、電気的欠陥密度を算出する。
【００３６】
カルコパイライト系ベース上での光起電性層構造の製造は、公知の方法に従って行う。このために、本発明によるポリシラザンからなるバリア層の上に、まず、約１μｍ厚のモリブデン層からなる背面接点を、ＤＣマグネトロンスパッタリングによって堆積させ、好ましくは、モノリシック相互接続のために構造化する（Ｐ１パターニング）。このために必要なストリップへのモリブデン層の分割は、レーザーパターニング装置で行う。冒頭で論じた通り、カルコパイライト系太陽電池の効率は、モノリシック相互接続によってかなり高めることができる。
【００３７】
カルコパイライト系吸収材層は、従来の方法では、ＣＶＤ、ＰＶＤおよび急速熱プロセシング（ＲＴＰ）などの方法によって堆積されるが、その際、太陽電池の温度は、４５０〜６００℃の値になる。この場合に時折、ポリシラザン層と、モリブデンからなる背面接点との間に、または背面接点とカルコパイライト系吸収材層との間に、層間剥離が生じることがある。本発明では、カルコパイライト系吸収材層の堆積中に、太陽電池の温度を３６０〜最大４００℃の範囲に保持することによって、熱応力に起因するこの層間剥離を回避する。好ましくは、吸収材層の調製を、約３・１０−６ｍｂａｒの圧力での３段階ＰＶＤプロセスで行う。ＰＶＤプロセスの全期間は、約１．５時間であり、その際、基板は最大温度が４００℃以下になる。
【００３８】
さらに、モリブデン背面接点の堆積前にポリシラザン層をもう一度硬化させることによって、層間剥離に対抗することができる。この「後硬化」を、特に約８５℃の温度、相対湿度８５％の空気中で１時間にわたって行う。分光分析によって、後硬化がポリシラザン層の窒素含有量をかなり低下させることが示されている。
【００３９】
ＣｄＳ緩衝層の堆積は、湿式化学的に約６０℃の温度で行う。ｉ−ＺｎＯとアルミニウムドーピングされたＺｎＯとからなる窓層を、ＤＣマグネトロンスパッタリングによって堆積させる。
【００４０】
本発明の特に好ましい一実施形態では、ナトリウムデポを備えたバリア層を付与する。好ましくは、バリア層を製造するために使用されるポリシラザン溶液に、酢酸ナトリウムを加える。さらに別の実施形態では、モリブデン背面接点を堆積する前に、硬化ポリシラザン層に、フッ化ナトリウムからなる５〜２０ｎｍの厚さの層を蒸着させる。ナトリウムでドーピングすることによって、これは、下記の試験結果の対比によって示されるように、本発明による太陽電池の効率は、従来のカルコパイライト系参照電池に対して６０％よりも大きく高まる。
【００４１】
【表１】
0005653994.tif 000002
【００４２】
上記の表において、ＶＯＣは開路電圧を、ＩＳＣは短絡電流を、ｊＳＣは短絡電流密度を、ＦＦは曲線因子を、ηは効率を意味する。表に示されている数値は、それぞれ８個の太陽電池を用いた一連の試験の平均値を表しており、２４個全ての太陽電池のカルコパイライト系吸収材層は同じ方法に従って製造されている。
【００４３】
前記の記載、特許請求の範囲、および図面中に開示されている本発明の特徴は、個別でも、それぞれ任意の組み合わせでも、その様々な実施形態で本発明を実現するために重要であり得る。
【図１】
0005653994.tif 000003
【図２】
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